甜瓜短蔓(short-internode)基因的精细定位

摘要

甜瓜（Cucumis melo L.）为葫芦科一年生草本植物，具有广泛的遗传多样性和表型多样性。我国是世界上最早栽培甜瓜的国家之一，也是甜瓜栽培面积最大、产量最高的国家。与目前市场上长蔓品种不同，短蔓甜瓜具有株型紧凑、无须整枝、通风透光的优点，适用于简易覆盖设施栽培和机械化采收，可以达到在各类栽培条件下提高种植密度、节省人力物力和轻简化栽培的目的，因此短蔓性状在育种中常被作为理想株型的关键性状，越来越受到育种家的关注。本研究以短蔓甜瓜M406和长蔓甜瓜M323为研究对象，明确了M406短蔓性状的遗传规律，并对其短蔓基因（short-internode,si）进行了精细定位和候选基因筛选，为阐明甜瓜短蔓性状形成的分子机理、解析短蔓基因的调控网络提供了坚实的基础，主要研究结果如下:
　　1、甜瓜短蔓性状的遗传规律分析
　　于定植45天后，测定M406、M323、F1和F2群体单株株高，数据分析结果表明，F2群体中长蔓和短蔓的分离比例符合3∶1（x2=0.8588＜x20.05=3.84），说明短蔓性状由一对隐性基因控制，将其命名为short-internode（si）。
　　2、甜瓜遗传图谱的构建与短蔓基因si的初步定位
　　以双亲M323和M406对本课题组的1205个SSR引物进行多态性筛选，获得在双亲间具备多态性的SSR引物共411个，多态性比率34.11％。利用353个多态性引物对92个F2单株进行分析，构建遗传图谱。该图谱包含353个SSR标记和1个短蔓性状表型标记，12个连锁群，覆盖基因组长度为1565.49cM，连锁群长度在86.98cM-186.68cM，标记间的平均距离为4.42cM。通过对353个SSR分子标记基因型的x2检验，发现有34个分子标记在0.05水平上表现偏分离，占总标记位点的9.63％。在34个偏分离标记中，16个达到极显著水平，分别位于LGⅡ、LGⅢ、LGⅣ、LGⅤ、LGⅥ、LGⅦ连锁群上，占偏分离标记的47.06％。通过甜瓜短节间基因的连锁分析发现，si定位在第7染色体上，位于标记CmSSR17144和CmSSR17293之间，与si基因的遗传距离分别为21.7cM和5.21cM。
　　3、甜瓜短蔓基因si的精细定位
　　在初步定位的基础上，对候选区段选用了65对SSR引物进一步利用BSA筛选新的差异引物;此外，本研究对亲本M323和M406进行了基因组重测序，根据测序和序列比对结果，开发了14对Indel引物，最终获得了差异显著且条带清晰的4对SSR标记和7对Indel标记。在扩大作图群体的基础上，进一步将si基因定位在Indel14和Indel3之间，遗传距离分别为1.4cM和0.3cM。在此候选区段根据两个亲本间的SNP差异，开发了4对dCAPS标记，最终将si基因定位在标记dCAPS1和dCAPS4之间，物理距离为110kb。经甜瓜基因组注释，发现其12个ORF，根据两个亲本重测序的比对结果显示，在候选区段共有2个SNP，其中一个位于基因间隔区，另一个位于MELO3C016916的外显子上。本研究根据该SNP位点设计的dCAPS2标记，对重组单株的基因型分析结果显示dCAPS2与si基因表现为共分离，说明该基因为控制短蔓性状的候选基因。经BLAST比对显示该基因编码LRR receptor-like serine/threonine-protein kinase ERECTA isoform X1，即ERECTA基因。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 文献综述

1、植株矮化突变体的来源

2、葫芦科短蔓性状的研究进展

3、其他作物矮生性状的遗传研究进展

4、植株矮化的机理研究

4．1 GA与植物矮化

4．2 BR与植物矮化

4．3 其他矮化机理

5、基因定位与遗传图谱的构建

5．1 作图群体

5．2 分子标记的类型

5．3 遗传图谱的构建与物理图谱的整合

5．4 甜瓜遗传图谱的构建及重要农艺性状的基因定位的研究进展

6、本研究的意义与目的

第二章 甜瓜短蔓(short-internode，si)基因的精细定位

1、材料与方法

1．1 实验材料

1．2 实验试剂与仪器

1．3 实验方法

2、结果与分析

2．1 甜瓜短蔓的表型特征

2．2 甜瓜株高的数据分析

2．3 甜瓜短蔓性状的遗传规律分析

2．4 遗传图谱的构建及短蔓(si)基因的初步定位

2．5 甜瓜短蔓(si)基因的精细定位

4、讨论

4．1 甜瓜遗传性分析

4．2 甜瓜遗传图谱的构建

4．3 甜瓜短蔓基因si的精细定位

5、结论

参考文献